Thiết kế và mô tả FSM trong VHDL

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.45 MB, 49 trang )

Chào mừng thầy giáo và các bạn
Bài thuyết trình điện tử số 2


Bùi Văn Tuy nề
Phan S n TùngƠ
Phan Minh Tu nấ
V ng Qu c Vi tươ ố ệ
D ng Th Vươ ị ỹ
Lê Văn Tu nấ
Tr n Ng c Hoàngầ ọ
Teacher : Hoàng Văn Đông

S
ơ

l
ư
ợ
c

v
ề

F
S
M


















































!
"









#



















$





%


&

'


(
Sơ lược về FSM


FSM)**+,-,.

FSM'/#0,123#,'

423#.#5*,05637FSM

89
-6,:3/1*-3/1%6;#1<*==>>
Thiết kế mạch số tuần tự - FSM

?@A,',:,3ABA*

CABDEF1G,

CABH6,'AI,,

CABJK,,

CABL"*MN$N$

CABO#'PI$

CABQRS;;#T*
Thiết kế mạch số tuần tự - FSM

&UD891F/3/1L>C/1E15;#?VWD)?V*3'+X1?VWY>

CABDEF1G,
?WY

?WD
?WY
?WJ ?WH
CE= 1
CE= 1
CE= 1
CE= 1
CE= 0
CE= 0
CE= 0
CE= 0
Thiết kế mạch số tuần tự - FSM

CABH6,'AI,,

CABJK,,
CE= 1
CE= 1
CE= 1
CE= 0
CE= 0
CE= 0
Q
0
Q
1
=00
Q
0
Q

1
=01
Q
0
Q
1
=10
Q
0
Q
1
=11
CE= 0
CE= 1
CE= 0
Q
0
Q
1
=00
Q
0
Q
1
=01
Q
0
Q
1
=10

Q
0
Q
1
=11
CE= 0
CE= 1
Q
0
Q
1
=00
Q
0
Q
1
=01
CE= 1
CE= 1
CE= 0
CE= 0
CE= 1
CE= 0
Q
0
Q
1
=10
Q
0

Q
1
=11
CE= 1
Q
0
Q
1
=00
Q
0
Q
1
=01
Thiết kế mạch số tuần tự - FSM

CABL"*MN$N$
?M!51F

CABO#
•
X1G01K1AIK5*WZ3[)*3'+
CE= 1
CE= 1
CE= 1
CE= 0
CE= 0
CE= 0
CE= 0
Q

0
Q
1
=00
Q
0
Q
1
=01
Q
0
Q
1
=10
Q
0
Q
1
=11
Pr_state Nx_state
Q
0
Q
1
Q
0n
Q
1n
?VWY ?VWD
YY YY YD

YD YD DY
DY DY DD
DD DD YY
CE= 1

&,1\,1!
Pr_state Nx_state
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
?VWY ?VWD
YY YY YD
YD YD DY
DY DY DD
DD DD YY
Q Q(next) D
Y Y Y
Y D D
D Y Y
D D D
C8]*!
0 0 1 1
0 1 0 1
CE
Q

1n
=D
1
Q
0
Q
1
0 1 1 0
1 0 0 1
CE
Q
0n
=D
0
Q
0
Q
1
Thiết kế mạch số tuần tự - FSM

#
0 0 1 1
0 1 0 1
CE
Q
1n
=D
1
Q
0

Q
1
0 1 1 0
1 0 0 1
CE
Q
0n
=D
0
Q
0
Q
1
CE
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
D
1
Q
1
Q’
D
0
Q

0
Q’
Thiết kế mạch số tuần tự - FSM

CABQRS;;#T*
CE
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
D
1
Q
1
Q’
D
0
Q
0
Q’
Clk
CE
Q
1
Q
0

CE
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
D
1
Q
1
Q’
D
0
Q
0
Q’
CE
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
D
1

Q
1
Q’
D
0
Q
0
Q’
CE
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
D
1
Q
1
Q’
D
0
Q
0
Q’
CE
Q
1

Q
0
Q
1n
Q
0n
D
1
Q
1
Q’
D
0
Q
0
Q’
CE
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
D
1
Q
1
Q’

D
0
Q
0
Q’
Thiết kế mạch số tuần tự - FSM

'
Ví dụ: Thiết kế bộ đếm 4, đếm đến 3 thì báo
CABDEF1G,
?WD
^WY
?WY
^WY
?WJ
^WD
?WH
^WY
CE= 1
CE= 1
CE= 1
CE= 1
CE= 0
CE= 0
CE= 0
CE= 0

'
CABH6,'AI,
CABJK,,

Q
1
Q
0
=01
Y=0
Q
1
Q
0
=00
Y=0
Q
1
Q
0
=11
Y=1
Q
1
Q
0
=10
Y=0
CE= 1
CE= 1
CE= 1
CE= 1
CE= 0
CE= 0

CE= 0
CE= 0
CABL?M'N$N$>_1S-161F*M'!
CABO#

'

?-6*3,`$
Q
1
Q
0
=01
Y=0
Q
1
Q
0
=00
Y=0
Q
1
Q
0
=11
Y=1
Q
1
Q
0

=10
Y=0
CE= 1
CE= 1
CE= 1
CE= 1
CE= 0
CE= 0
CE= 0
CE= 0

'
Present state Next state Outputs
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
Y
CE=0 CE=1
00 00 01 0
01 01 10 0
10 10 11 0
11 11 00 1

&,1\,1N$N$!
C8]*!

0 0 1 1
0 1 0 1
CE
Q
1n
=D
1
Q
0
Q
1
0 1 1 0
1 0 0 1
CE
Q
0n
=D
0
Q
0
Q
1
0 0
0 1
Y
Q
1
Q
0


'
Present state Next state Outputs
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
Y
CE=0 CE=1
00 00 01 0
01 01 10 0
10 10 11 0
11 11 00 1
Q Q(next) D
0 0 0
0 1 1
1 0 0
1 1 1

#
0 0 1 1
0 1 0 1
CE
Q
1n
=D
1

Q
0
Q
1
0 1 1 0
1 0 0 1
CE
Q
0n
=D
0
Q
0
Q
1
CE
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
D
1
Q
1
Q’
D

0
Q
0
Q’
0 0
0 1
Y
Q
1
Q
0
Y

'

CABQRS;;#T*
CE
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
D
1
Q
1
Q’

D
0
Q
0
Q’
Y
Clk
CE
Q
1
Q
0
Y
CE
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
D
1
Q
1
Q’
D
0
Q

0
Q’
Y
CE
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
D
1
Q
1
Q’
D
0
Q
0
Q’
Y
CE
Q
1
Q
0
Q
1n

Q
0n
D
1
Q
1
Q’
D
0
Q
0
Q’
Y
CE
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
D
1
Q
1
Q’
D
0
Q

0
Q’
Y
CE
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
D
1
Q
1
Q’
D
0
Q
0
Q’
Y

'

Ví dụ: Thiết kế bộ đếm 4, nếu 5n hiệu đếm CE=1 và giá trị đếm =3 thì 5n hiệu ra Y=1

'*'-
CABDEF1G,

?WD
?WY
?WJ
?WH
CE= 1/ Y= 0
CE= 1/Y=0
CE= 1/ Y= 0
CE= 1/Y= 1
CE= 0/ Y= 0
CE= 0/ Y=0
CE= 0/ Y= 0
CE= 0/ Y=0

'*'-
CABH6,'AI,
CABJK,,
Q
1
Q
0
=01
Y=0
Q
1
Q
0
=00
Y=0
Q
1

Q
0
=11
Y=1
Q
1
Q
0
=10
Y=0
CE= 1/Y=o
CE= 1/Y=0
CE= 1/Y=0
CE= 1/Y=1
CE= 0/Y= 0
CE= 0/Y=0
CE= 0/Y=0
CE= 0/Y=0

'*'-
CABL?M'N$N$>_1S-161F*M'!
CABO#

'*'-

?-6*3,`$
Q
1
Q
0

=01
Y=0
Q
1
Q
0
=00
Y=0
Q
1
Q
0
=11
Y=1
Q
1
Q
0
=10
Y=0
CE= 1/Y=o
CE= 1/Y=0
CE= 1/Y=0
CE= 1/Y=1
CE= 0/Y= 0
CE= 0/Y=0
CE= 0/Y=0
CE= 0/Y=0
Present state Next state/Outputs
Q

1
Q
0
Q
1n
Q
0n
/Y
CE=0 CE=1
00 00/0 01/0
01 01/0 10/0
10 10/0 11/0
11 11/0 00/1

'*'-
&,1\,1N$N$!
C8!
0 0 1 1
0 1 0 1
CE
Q
1n
=D
1
Q
0
Q
1
0 1 1 0
1 0 0 1

CE
Q
0n
=D
0
Q
0
Q
1
0 0 0 0
0 0 1 0
CE
Y
Q
0
Q
1
Present state Next state/Outputs
Q
1
Q
0
Q
1n
Q
0n
/Y
CE=0 CE=1
00 00/0 01/0
01 01/0 10/0

10 10/0 11/0
11 11/0 00/1
Q Q(next) D
0 0 0
0 1 1
1 0 0
1 1 1

'*'-

#
0 0 1 1
0 1 0 1
CE
Q
1n
=D
1
Q
0
Q
1
0 1 1 0
1 0 0 1
CE
Q
0n
=D
0
Q